磺丁基-β-環(huán)糊精對菲的增溶及生物降解研究.pdf

1、多環(huán)芳烴（Polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs）是環(huán)境中一類常見的持久性有機(jī)污染物，會對人體產(chǎn)生致癌、致畸、致突變等危害。微生物修復(fù)技術(shù)作為一種綠色、經(jīng)濟(jì)、有效的方法，是去除水體和土壤PAHs的優(yōu)選策略。但由于PAHs分子含有強(qiáng)疏水性苯環(huán)，在水中溶解度低，生物可利用性差，因此普遍存在微生物降解效率不高的問題。當(dāng)前，我國PAHs污染形勢不容樂觀，生態(tài)環(huán)境日益惡化，如何增加PAHs在水中的溶解度，提高

2、微生物的降解效率，更高效地去除環(huán)境中的PAHs具有重大意義。目前研究較多的PAHs增溶劑有表面活性劑和環(huán)糊精。與表面活性劑相比，環(huán)糊精不存在表面張力降低、污染向下遷移的風(fēng)險(xiǎn)，且具有安全無毒、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)。
　　本研究基于實(shí)驗(yàn)室前期分子對接結(jié)果，從20種環(huán)糊精及其衍生物中選擇磺丁基-β-環(huán)糊精（Sulfobutylether-β-cyclodextrin, SBE-β-CD）作為增溶劑，將羥丙基-β-環(huán)糊精（Hydroxypro

3、pyl-β-cyclodextrin, HP-β-CD）作為參照，以菲為PAHs代表。論文首先評估了SBE-β-CD對PAHs的實(shí)際增溶效果，之后從環(huán)境因素和SBE-β-CD-菲包合物表征層面進(jìn)行SBE-β-CD增溶菲的機(jī)理研究。最后考察了溶液和土壤體系下SBE-β-CD對菲的生物降解促進(jìn)作用。
　　結(jié)果表明，SBE-β-CD對三種PAHs（菲、芘、熒蒽）的增溶效果明顯優(yōu)于HP-β-CD，包合比均為1:1。其中，時(shí)間和無機(jī)鹽種類對

4、 SBE-β-CD增溶菲的影響不大。適當(dāng)升溫有利于SBE-β-CD對菲的增溶。熱力學(xué)分析結(jié)果認(rèn)為疏水相互作用和SBE-β-CD空腔高焓水的釋放是SBE-β-CD增溶菲的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。SBE-β-CD-菲包合物的表征結(jié)果推測菲與SBE-β-CD的窄口端緊密結(jié)合，并傾斜一定角度。以實(shí)驗(yàn)室保存的以菲為唯一碳源的降解菌JM2（Pseudomonas sp.）作為實(shí)驗(yàn)菌株，進(jìn)行菲降解實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，溶液體系下，僅有JM2降解菌的對照組中10h時(shí)的殘

5、留菲濃度為95.12mg/L；添加SBE-β-CD進(jìn)行生物降解10h后，菲濃度由最初的150mg/L下降到3.04mg/L，與添加同濃度HP-β-CD10h后殘余菲濃度24.92mg/L相比，降解促進(jìn)效果明顯更優(yōu)（經(jīng)熱殺菌的空白對照組扣除背景損失后的菲濃度為135.03mg/L）。土壤體系下，添加SBE-β-CD第5d后，菲的生物降解率較添加HP-β-CD和僅有降解菌的對照組分別提高了9.3%和58.97%（熱殺菌的空白對照組中第5d測